DE102015222589A1 - Generating a volume image of an elongated examination object - Google Patents
Generating a volume image of an elongated examination object Download PDFInfo
- Publication number
- DE102015222589A1 DE102015222589A1 DE102015222589.5A DE102015222589A DE102015222589A1 DE 102015222589 A1 DE102015222589 A1 DE 102015222589A1 DE 102015222589 A DE102015222589 A DE 102015222589A DE 102015222589 A1 DE102015222589 A1 DE 102015222589A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- segment
- helix
- scan
- tomography system
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 101150045592 RSC1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100094096 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RSC2 gene Proteins 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/027—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
- A61B6/0407—Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/10—Application or adaptation of safety means
- A61B6/102—Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4007—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
- A61B6/4014—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
- A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
- A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/482—Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
- A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
- A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Tomographieanlage (R), die zu Folgendem vorbereitet ist: Durchführen eines ersten Scans entlang eines ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts (BA1) und eines zweiten Scans entlang eines zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts (BA2). Beim ersten Scan wird ein erster Datensatz (DS1) und beim zweiten Scan ein zweiter Datensatz (DS2) gewonnen und aus den beiden Datensätzen (DS1, DS2) ein fusionierter drei- oder vierdimensionaler Datensatz (DS12) erzeugt, der für eine Rekonstruktion eines Volumenbilds (VB) ohne Teilumlaufartefakt ausreichend vollständig ist, wobei jeweils für sich alleine genommen sowohl der erste (DS1) als auch der zweite (DS2) Datensatz für eine Rekonstruktion eines Volumenbildes (VB) ohne Teilumlaufartefakt zu unvollständig ist. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren (100) zum Betreiben einer Tomographieanlage (R).The invention relates to a tomography system (R), which is prepared for the following: Performing a first scan along a first helix-segment-shaped trajectory section (BA1) and a second scan along a second helix-segment-shaped trajectory section (BA2). In the first scan, a first data set (DS1) and in the second scan a second data set (DS2) are obtained and from the two data sets (DS1, DS2) a fused three- or four-dimensional data set (DS12) is generated, which is used for a reconstruction of a volume image (DS2). VB) without Teilumlaufartefakt is sufficiently complete, in each case taken on their own both the first (DS1) and the second (DS2) data set for a reconstruction of a volume image (VB) without Teilumlaufartefakt is too incomplete. The invention also relates to a corresponding method (100) for operating a tomography system (R).
Description
Die Erfindung betrifft eine Tomographieanlage, die dazu vorbereitet ist, einen ersten Scan entlang eines ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts und einen zweiten Scan entlang eines zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts durchzuführen. Beim ersten Scan wird ein erster Datensatz und beim zweiten Scan ein zweiter Datensatz gewonnen. The invention relates to a tomography system which is prepared to perform a first scan along a first helix-segment-shaped trajectory section and a second scan along a second helix-segment-shaped trajectory section. The first scan will acquire a first record and the second scan a second record.
Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Tomographieanlage. Moreover, the invention relates to a corresponding method for operating a tomography system.
Unter einem Datensatz wird hier vorzugsweise ein Datensatz von einem Volumenscan verstanden, aus dem sich ein vollständiges drei- oder vierdimensionales Volumenbild rekonstruieren lässt. Ein Datensatz eines Volumenscans umfasst für jeden genutzten Projektionswinkel die erfassten Bilddaten des zugehörigen Projektionsbilds. Unter einem vierdimensionalen Volumenbild wird üblicherweise eine Folge von mindestens zwei dreidimensionalen Volumenbildern verstanden, die zeitlich aufeinanderfolgen. Hierbei zeigt ein erstes der mindestens zwei dreidimensionalen Volumenbilder beispielsweise eine Anflutungsphase und ein zweites der mindestens zwei dreidimensionalen Volumenbilder beispielsweise eine Ausflussphase. Die Tomographieanlage kann beispielsweise eine Röntgen-Tomographieanlage oder eine Fluoreszenz-Tomographieanlage sein. A data record is here preferably understood to be a data record of a volume scan, from which a complete three- or four-dimensional volume image can be reconstructed. A data set of a volume scan comprises the acquired image data of the associated projection image for each projection angle used. A four-dimensional volume image is usually understood to mean a sequence of at least two three-dimensional volume images which follow one another in terms of time. In this case, a first of the at least two three-dimensional volume images, for example, a flooding phase and a second of the at least two three-dimensional volume images, for example, an outflow phase. The tomography system can be, for example, an x-ray tomography system or a fluorescence tomography system.
Insbesondere in der Diagnostik und Therapie werden immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit medizinischer Geräte gestellt. Damit wird insbesondere das Ziel verfolgt, Gesundheitsgefahren und Personenschäden infolge fehlerhafter Diagnose oder Behandlung zu vermeiden. Particularly in diagnostics and therapy, ever higher demands are placed on the performance of medical devices. This is in particular the goal of avoiding health hazards and personal injury as a result of incorrect diagnosis or treatment.
Die
Mit bekannten C-Bogen-Angiographie-Systemen ist es nicht möglich, einen ganzen Körper oder weite Teile eines Körpers eines normalgroßen Erwachsenen mittels einer einzigen Scan-Trajektorie zu erfassen. Denn bei bekannten C-Bogen-Tomographieanlagen begrenzen Kabelzuführungen für die C-Bögen die Rotationswinkelspanne (um die Orbitalachse) des Strahlquelle-Detektor-Paars des jeweiligen C-Bogens auf ca. 400°. With known C-arm angiography systems, it is not possible to detect an entire body or large parts of a body of a normal-sized adult by means of a single scan trajectory. For with known C-arm tomography systems, cable feeds for the C-arms limit the rotational angle span (about the orbital axis) of the beam source-detector pair of the respective C-arm to approximately 400 °.
Es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tomographieanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Tomographieanlage bereitzustellen, die bzw. das dieses konstruktive Problem herkömmlicher Tomographieanlagen überwindet. It is an object of the present invention to provide a tomography system and method for operating a tomography system that overcomes this design problem of conventional tomography systems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tomographieanlage gelöst, die dazu vorbereitet ist, einen ersten Scan entlang eines ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts und einen zweiten Scan entlang eines zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts durchzuführen. Die Tomographieanlage ist dazu vorbereitet, beim ersten Scan einen ersten Datensatz und beim zweiten Scan einen zweiten Datensatz zu gewinnen und aus den beiden Datensätzen einen fusionierten Datensatz zu erzeugen, der für eine Rekonstruktion eines drei- oder vierdimensionalen Volumenbilds ohne Teilumlaufartefakt ausreichend vollständig ist. Jeweils für sich alleine genommen ist sowohl der erste als auch der zweite Datensatz für eine Rekonstruktion eines Volumenbildes ohne Teilumlaufartefakt zu unvollständig. This object is achieved according to the invention by a tomography system which is prepared to perform a first scan along a first helix-segment-shaped trajectory section and a second scan along a second helix-segment-shaped trajectory section. The tomography system is prepared to obtain a first data set during the first scan and a second data set during the second scan and to generate a fused data set from the two data sets which is sufficiently complete for reconstructing a three- or four-dimensional volume image without a partial circulation artifact. Each taken alone, both the first and the second data set for a reconstruction of a volume image without Teilumlaufartefakt is too incomplete.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Tomographieanlage umfasst folgende Handlungen. Es wird ein erster Scan entlang eines ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts und ein zweiter Scan entlang eines zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts durchgeführt. Beim ersten Scan wird ein erster Datensatz und beim zweiten Scan ein zweiter Datensatz gewonnen, wobei jeweils für sich alleine genommen sowohl der erste als auch der zweite Datensatz für eine Rekonstruktion eines Volumenbildes ohne Teilumlaufartefakt zu unvollständig ist. Aus den beiden Datensätzen wird ein fusionierter Datensatz erzeugt, der für eine Rekonstruktion eines drei- oder vierdimensionalen Volumenbilds ohne Teilumlaufartefakt ausreichend vollständig ist. The method according to the invention for operating a tomography system comprises the following actions. A first scan along a first helix-segment-shaped path curve section and a second scan along a second helix-segment-shaped path curve section are performed. During the first scan, a first data set and the second scan, a second data set is obtained, in each case taken on their own both the first and the second data set for a reconstruction of a volume image without Teilumlaufartefakt is too incomplete. From the two data sets, a fused data set is generated which is sufficiently complete for a reconstruction of a three- or four-dimensional volume image without partial circulation artifact.
Ein Konzept der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass die Tomografieanlage dazu vorbereitet ist, aus den beiden Datensätzen einen fusionierten Datensatz zu erzeugen, der für eine Rekonstruktion eines drei- oder vierdimensionalen Volumenbilds ohne Teilumlaufartefakt ausreichend vollständig ist, wobei jeweils für sich alleine genommen sowohl der erste als auch der zweite Datensatz für eine Rekonstruktion eines Volumenbildes ohne Teilumlaufartefakt zu unvollständig ist. So kann für den einzelnen Scan jede Rotationswinkelspanne beispielsweise auf 180° oder auf 100° begrenzt werden, ohne deswegen Teilumlaufartefakt in Kauf nehmen zu müssen. Damit ergeben sich (insbesondere hinsichtlich der Kabelzuführungen für jeden einzelnen C-Bogen) erhebliche konstruktive Vorteile. Aus dem fusionierten Datensatz kann mittels eines bekannten Rekonstruktionsverfahrens ein drei- oder vierdimensionalen Bild rekonstruiert werden (beispielsweise mittels eines gefilterten Rückprojektionsverfahrens nach Feldkamp, Davis, Kress). Das rekonstruierte Bild kann zwei-, drei- oder vierdimensional sein, wobei dessen Dimension höchstens so groß ist, wie die Dimension fusionierten Datensatzes. Typischerweise haben beide Bahnkurven eine identische Form (allerdings typischerweise mit einer Rotationswinkeldifferenz und/oder einem Versatz in Orbitalachsenrichtung). Typischerweise ist die zweite helixsegmentförmige Bahnkurve konzentrisch zu der ersten helixsegmentförmigen Bahnkurve angeordnet. Unabhängig davon ist auch bevorzugt, wenn ein Radius der ersten helixsegmentförmigen Bahnkurve gleich groß ist wie ein Radius der zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurve. Es sind auch Anwendungsfälle vorstellbar, in denen es von Vorteil ist, wenn die Steigung der helixsegmentförmigen Bahnkurven null beträgt. Im entarteten Fall können die helixsegmentförmigen Bahnkurven also kreissegmentförmig sein. One concept of the present invention may be seen in that the tomography system is prepared to generate from the two data sets a fused data set which is sufficiently complete for reconstruction of a three- or four-dimensional volume image without partial circulation artifact, taken both alone the first and the second data set for a reconstruction of a volume image without partial circulation artifact is too incomplete. For example, each rotation angle span can be limited to 180 ° or 100 ° for the individual scan, without having to accept partial revolution artifacts to have to. This results (in particular with regard to the cable feeders for each individual C-arm) considerable structural advantages. From the fused data set, a three- or four-dimensional image can be reconstructed by means of a known reconstruction method (for example by means of a filtered rear projection method according to Feldkamp, Davis, Kress). The reconstructed image may be two-, three-, or four-dimensional, with its dimension at most as large as the dimension of fused data set. Typically, both trajectories have an identical shape (but typically with a rotational angle difference and / or an orbital axis direction offset). Typically, the second helical segment-shaped trajectory is arranged concentrically to the first helix segment-shaped trajectory. Regardless, it is also preferred if a radius of the first helix-segment-shaped trajectory curve is the same size as a radius of the second helix-segment-shaped trajectory curve. There are also conceivable applications in which it is advantageous if the slope of the helix-segment-shaped trajectories is zero. In the degenerate case, the helix-segment-shaped trajectories can therefore be circular segment-shaped.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass sich der erste helixsegmentförmige Bahnkurvenabschnitt über eine erste Rotationswinkelspanne erstreckt und sich der zweite helixsegmentförmige Bahnkurvenabschnitt über eine zweite Rotationswinkelspanne erstreckt, wobei die Summe aus der ersten und der zweiten Rotationswinkelspanne 360° beträgt. Hierbei ist eine minimale Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts gegenüber einer minimalen Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts in Rotationsrichtung um die erste Rotationswinkelspanne versetzt angeordnet. Alternativ kann die minimale Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts gegenüber der minimalen Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts in Rotationsrichtung um die zweite Rotationswinkelspanne versetzt angeordnet sein. Aus den Datensätzen von zwei Scans, die über zueinander komplementäre Rotationswinkelspannen von 180° durchgeführt wurden, kann ein fusionierter Datensatz erzeugt werden, aus dem ein vollständiges Volumenbild ohne Teilumlaufartefakt rekonstruiert werden kann. One embodiment provides that the first helix-segment-shaped path curve section extends over a first rotation angle span and the second helix segment-shaped path curve section extends over a second rotation angle span, the sum of the first and the second rotation angle span being 360 °. Here, a minimum rotational angular position of the second helix-segment-shaped trajectory section is offset from the minimum rotational angular position of the first helix-segment trajectory section in the rotational direction by the first rotational angular span. Alternatively, the minimum rotational angular position of the first helix-segment-shaped trajectory section relative to the minimum rotational angular position of the second helix-segment trajectory section can be offset in the direction of rotation by the second rotational angular span. From the data sets of two scans, which were performed over mutually complementary rotation angle spans of 180 °, a fused data set can be generated, from which a complete volume image without partial circulation artifact can be reconstructed.
Dies gilt insbesondere auch dann, wenn beide Scans als Large Volume Scan ausgeführt werden. Bei einem Large Volume Scan wird ein Mittelpunkt einer Sensorfläche des Detektors gegenüber einem Zentralstrahl des Strahlenbündels der Strahlquelle um eine halbe Detektorbreite in Rotationsrichtung oder entgegensetzt zur Rotationsrichtung verschoben. Dadurch wird ein Durchmesser des auswertbaren Aufnahmebereichs in Rotationsrichtung ungefähr um den Faktor zwei vergrößert. This is especially true if both scans are run as Large Volume Scan. In a large volume scan, a center of a sensor surface of the detector relative to a central beam of the beam of the beam source is shifted by half a detector width in the direction of rotation or opposite to the direction of rotation. As a result, a diameter of the evaluable recording area in the direction of rotation is increased approximately by a factor of two.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass sich der erste helixsegmentförmige Bahnkurvenabschnitt über eine erste Rotationswinkelspanne erstreckt und sich der zweite helixsegmentförmige Bahnkurvenabschnitt über eine zweite Rotationswinkelspanne RSC2 erstreckt, wobei sich die erste Rotationswinkelspanne RSC1 wie folgt berechnet:
Die zweite Rotationswinkelspanne RSC2 ist mindestes halb so groß ist wie eine Breite SW eines Strahlwinkels in Rotationsrichtung. Eine minimale Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts ist gegenüber einer minimalen Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts in Rotationsrichtung um die erste Rotationswinkelspanne versetzt angeordnet. Alternativ ist die minimale Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts gegenüber der minimalen Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts in Rotationsrichtung um die zweite Rotationswinkelspanne versetzt angeordnet. Aus den Datensätzen von zwei Scans, die über zueinander benachbarte Rotationswinkelspannen durchgeführt werden, kann ein fusionierter Datensatz erzeugt werden, aus dem wie bei einem Short Scan ein vollständiges Volumenbild ohne Teilumlaufartefakt rekonstruiert werden kann. Für einen Short Scan wird unterstellt, dass ein Mittelpunkt einer Sensorfläche des Detektors in einem Zentralstrahl des Strahlenbündels der Strahlquelle angeordnet ist. The second rotation angle range RS C2 is mindestes half as large as a width SW of a beam angle in the rotational direction. A minimum rotational angular position of the second helix-segment-shaped trajectory section is offset from the minimum rotational angular position of the first helical segment trajectory section in the rotational direction by the first rotational angular span. Alternatively, the minimum rotational angular position of the first helical segment-shaped trajectory section relative to the minimum rotational angular position of the second helical segment trajectory section is arranged offset in the rotational direction by the second rotational angular span. From the data sets of two scans, which are performed on mutually adjacent rotation angle spans, a fused data set can be generated, from which, as in a short scan, a complete volume image can be reconstructed without partial circulation artifact. For a short scan, it is assumed that a center of a sensor area of the detector is arranged in a central ray of the beam of the beam source.
Zur Durchführung eines Large Volume Scan ist es auch möglich, dass die Rotationswinkelspannen für den ersten und den zweiten Scan identisch sind und jeweils 90° plus einer Hälfte des Strahlwinkels umfassen, wobei die Sensorfläche zwischen den beiden Scans so in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, dass der Mittelpunkt einer Sensorfläche des Detektors gegenüber einem Zentralstrahl des Strahlenbündels der Strahlquelle um eine halbe Detektorbreite in entgegengesetzter Richtung verschoben ist. In order to perform a large volume scan, it is also possible that the rotation angle spans for the first and second scans are identical and each comprise 90 ° plus one half of the beam angle, with the sensor surface being shifted in the opposite direction between the two scans Center of a sensor surface of the detector relative to a central beam of the beam of the beam source is shifted by half a detector width in the opposite direction.
Besondere Vorteile entstehen, wenn die Tomographieanlage dazu vorbereitet ist, einen erster Teil des zweiten Datensatzes mit einem zweiten Strahlungsspektrum zu gewinnen, das sich von einem ersten Strahlungsspektrum unterscheidet, mit dem ein erster Teil des ersten Datensatzes gewonnen wird. Eine Weiterbildung sieht vor, dass der erste Teil des ersten Datensatzes den gesamten ersten Datensatz umfasst und der erste Teil des zweiten Datensatzes den gesamten zweiten Datensatz umfasst. Eine alternative Weiterbildung sieht vor, dass die Tomographieanlage dazu vorbereitet ist, einen übrigen Teil des ersten Datensatzes mit dem zweiten Strahlungsspektrum und einen übrigen Teil des zweiten Datensatzes mit dem ersten Strahlungsspektrum zu gewinnen. Wenn zum Erzeugen des zweiten Strahlungsspektrums eine andere Anodenspannung und/oder ein anderes Anodenmaterial als zum Erzeugen des ersten Strahlungsspektrums verwendet wird, können beispielsweise Dichtemessungen ausgeführt werden. In dieser Ausführungsform umfasst der erste Datensatz typischerweise die Projektionsbilddaten von zwei helixsegmentförmigen Bahnabschnitten, von denen der erste mit dem ersten Strahlungsspektrum und der zweite mit dem zweiten Strahlungsspektrum durchlaufen wird, wobei der zweite Datensatz ebenfalls die Projektionsbilddaten von zwei helixsegmentförmigen Bahnabschnitten umfasst, von denen der erste mit dem zweiten Strahlungsspektrum und der zweite mit dem ersten Strahlungsspektrum durchlaufen wird. Durch Vertauschen der Daten des zweiten helixsegmentförmigen Bahnabschnitts zwischen den beiden Datensätzen kann ein erster vollständiger Datensatz für das erste Strahlungsspektrum und ein zweiter vollständiger Datensatz für das zweite Strahlungsspektrum gewonnen werden. Special benefits arise when the tomography system is prepared to obtain a first part of the second data set having a second radiation spectrum that differs from a first radiation spectrum with which a first part of the first data set is obtained. A further development provides that the first part of the first data record comprises the entire first data record and the first part of the second data record comprises the entire second data record. An alternative development provides that the tomography system is prepared to obtain a remaining part of the first data set with the second radiation spectrum and a remaining part of the second data set with the first radiation spectrum. If, for generating the second radiation spectrum, a different anode voltage and / or an anode material is used than for generating the first radiation spectrum, density measurements can be carried out, for example. In this embodiment, the first data set typically comprises the projection image data of two helix-segment-shaped path segments, the first of which is traversed by the first radiation spectrum and the second by the second radiation spectrum, the second data set also comprising the projection image data of two helix-segment-shaped path segments, the first of which is traversed with the second radiation spectrum and the second with the first radiation spectrum. By exchanging the data of the second helix segment-shaped path section between the two data sets, a first complete data set for the first radiation spectrum and a second complete data set for the second radiation spectrum can be obtained.
Vorteilhaft ist auch, wenn der erste Datensatz nur auf ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten aufgenommen wird, die in einer ersten Rotationsrichtung verlaufen. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass eine kleine oder eine große Mittelsenkrechte einer ersten (rechteckigen) Sensorfläche des ersten Detektors parallel zu dem ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitt ausgerichtet sein kann, ohne dass diese Ausrichtung während des schrittweisen Durchlaufens der Helixwindungen verändert zu werden braucht. Während des schrittweisen Durchlaufens der Helixwindungen braucht die Sensorfläche nicht um den Zentralstrahl des Strahlenbündels der Strahlquelle gedreht zu werden, damit beim Aufnehmen des ersten Datensatzes ein Gierwinkel zwischen der kleinen beziehungsweise großen Mittelsenkrechten der ersten Sensorfläche und dem ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitt null Grad beträgt. It is also advantageous if the first data record is recorded only on first helix-segment-shaped trajectory sections which run in a first direction of rotation. This has, inter alia, the advantage that a small or a large perpendicular bisector of a first (rectangular) sensor surface of the first detector can be aligned parallel to the first helix segment-shaped trajectory section without this orientation needing to be changed during the stepwise passage of Helixwindungen. During the helix turns, the sensor surface does not need to be rotated about the central ray of the beam of the beam source, so that a yaw angle between the small and large bisectors of the first sensor surface and the first helical segment trajectory portion is zero degrees when recording the first data set.
Alternativ oder zusätzlich wird der zweite Datensatz nur auf zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten aufgenommen, die in einer Rotationsrichtung verlaufen, die zu der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt oder gleichgerichtet ist. Wenn der erste Datensatz nur auf ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten gewonnen wird, die in einer ersten Rotationsrichtung verlaufen, und der zweite Datensatz nur auf zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten gewonnen wird, die in einer Rotationsrichtung verlaufen, die der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist, kann dies helfen, ein Beeinflussen des ersten Datensatzes durch eine Strahlquelle zu vermeiden, die für das Gewinnen des zweiten Datensatzes vorgesehen ist und/oder helfen, ein Beeinflussen des zweiten Datensatzes durch eine Strahlquelle zu vermeiden, die für das Gewinnen des ersten Datensatzes vorgesehen ist. Alternatively or additionally, the second data set is recorded only on second helix-segment-shaped trajectory sections which extend in a direction of rotation which is opposite or rectified to the first direction of rotation. If the first data set is obtained only on first helical segment-shaped trajectory sections extending in a first rotational direction and the second data set is obtained only on second helical segment trajectory sections extending in a rotational direction opposite to the first rotational direction, this may help to influence the first data set by a beam source, which is provided for the acquisition of the second data set and / or help to avoid influencing the second data set by a beam source, which is provided for the acquisition of the first data set.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der erste Scan aufgenommen wird, wenn eine Mittelsenkrechte einer ersten Sensorfläche des ersten Detektors parallel zu dem ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts ausgerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Scan aufgenommen werden, wenn eine Mittelsenkrechte der zweiten Sensorfläche des zweiten Detektors parallel zu dem zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitt ausgerichtet ist. Hierdurch sind die Sensorflächen so ausgerichtet, dass ihre Nutzung für den erfindungsgemäßen Scan optimal ist. Eine noch bessere Nutzung der jeweiligen Sensorfläche kann erreicht werden, wenn die Sensorfläche des jeweiligen Detektors die Form eines Parallelogramms aufweist, dessen Innenwinkel an die Steigung des helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts angepasst ist, auf dem die zugehörige Strahlquelle aktiv ist. It is particularly advantageous if the first scan is recorded when a perpendicular bisector of a first sensor surface of the first detector is aligned parallel to the first helix segment-shaped trajectory section. Alternatively or additionally, the second scan can be recorded if a perpendicular bisector of the second sensor area of the second detector is aligned parallel to the second helix-segment-shaped trajectory section. As a result, the sensor surfaces are aligned so that their use for the scan according to the invention is optimal. An even better use of the respective sensor surface can be achieved if the sensor surface of the respective detector has the shape of a parallelogram whose internal angle is matched to the pitch of the helix-segment-shaped trajectory section on which the associated beam source is active.
Unabhängig davon kann die Tomographieanlage dazu vorbereitet sein, den ersten Scan durchzuführen, wenn ein Mittelpunkt einer Sensorfläche des ersten Detektors gegenüber einem Zentralstrahl eines Strahlenbündels der ersten Strahlquelle um eine halbe Detektorbreite in Rotationsrichtung oder um eine halbe Detektorbreite entgegensetzt zur Rotationsrichtung verschoben ist. Alternativ kann die Tomographieanlage dazu vorbereitet sein, den ersten Scan durchzuführen, wenn ein Mittelpunkt einer Sensorfläche des ersten Detektors gegenüber einem Zentralstrahl eines Strahlenbündels der ersten Strahlquelle um eine halbe Detektorbreite in einer Richtung des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts verschoben ist. Jede dieser Maßnahmen ist geeignet, einen Durchmesser eines auswertbaren Aufnahmebereichs in Rotationsrichtung zu vergrößern. Regardless, the tomography system may be prepared to perform the first scan when a center of a sensor surface of the first detector is shifted from the central beam of a beam of the first beam source by half a detector width in the direction of rotation or half a detector width opposite to the direction of rotation. Alternatively, the tomography system may be prepared to perform the first scan when a center of a sensor area of the first detector is shifted from a central beam of a beam of the first beam source by a half detector width in a direction of the first helix segmental trajectory section. Each of these measures is suitable to increase a diameter of an evaluable recording area in the direction of rotation.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Ausdehnung des Sichtfeldes in Rotationsrichtung auch mittels eines Verringerns des Quelle-zu-Sensor-Abstands SID (source to image distance) erreicht werden. Alternatively or additionally, an extension of the field of view in the direction of rotation can also be achieved by means of a reduction of the source-to-sensor distance SID (source to image distance).
Je nach verwendeter Tomographieanlage kann es zweckmäßig sein, wenn eine minimale Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts gegenüber einer minimalen Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts in Orbitalachrichtung beabstandet ist. Diese Maßnahme kann einen Beitrag dazu darstellen, dass eine Vorrichtung, die für den ersten Scan erforderlich ist, keine Vorrichtung stört (räumlich behindert), die für den zweiten Scan erforderlich ist, und/oder dass eine Vorrichtung, die für den zweiten Scan erforderlich ist, keine Vorrichtung stört, die für den ersten Scan erforderlich ist. Dies kann insbesondere dann relevant sein, wenn die beiden Scans (beispielsweise mittels je eines C-Arms) in einer Biplan-Tomographieanlage synchron durchgeführt werden. Depending on the tomography system used, it may be expedient for a minimum rotational angular position of the second helix-segment-shaped trajectory section to be spaced apart from a minimum rotational angular position of the first helix-segment-shaped trajectory section in orbital alignment. This measure may contribute to a device required for the first scan not disturbing (physically obstructing) the device required for the second scan and / or requiring a device necessary for the second scan , none Disturb device that is required for the first scan. This may be particularly relevant if the two scans are performed synchronously (for example by means of one C-arm each) in a biplane tomography system.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Tomographieanlage für den ersten Scan eine erste Strahlquelle und einen ersten Detektor aufweist, der der ersten Strahlquelle zugeordnet ist, und für den zweiten Scan eine zweite Strahlquelle und einen zweiten Detektor aufweist, der der zweiten Strahlquelle zugeordnet ist. Typischerweise bleibt ein Abstand der ersten Strahlquelle zu dem ersten Detektor konstant, während der erste Detektor entlang der helixsegmentförmigen ersten Bahnkurve um die Orbitalachse geführt wird. Dies gilt auch für einen Abstand zwischen der zweiten Strahlquelle und dem zweiten Detektor. It is particularly preferred for the tomography system for the first scan to have a first beam source and a first detector associated with the first beam source, and for the second scan a second beam source and a second detector associated with the second beam source. Typically, a distance of the first beam source to the first detector remains constant, while the first detector is guided along the helix-segment-shaped first trajectory around the orbital axis. This also applies to a distance between the second beam source and the second detector.
Wenn die Tomographieanlage eine Monoplan-Tomographieanlage ist, wird der zweite Scan mit demselben Detektor wie der erste Scan ausgeführt und zwar zeitlich vor oder nach dem ersten Scan. If the tomography system is a monoplane tomography system, the second scan is performed with the same detector as the first scan, before or after the first scan.
Die erste Strahlquelle und der erste Detektor können an einem gemeinsamen beweglichen Träger, beispielsweise einem selben ersten C-Bogen oder an unterschiedlichen beweglichen Trägern, beispielsweise an je einem Roboterarm befestigt sein. Entsprechendes gilt auch für die zweite Strahlquelle und den zweiten Detektor. Sogar beide Strahlquelle-Detektor-Paare können an einem gemeinsamen beweglichen Träger, beispielsweise einem selben C-Bogen, befestigt sein. Optional kann an dem ersten Detektor ein Bildverstärker angeschlossen sein. Dies gilt auch für die zweite Strahlquelle und den zweiten Detektor. Eine davon unabhängige Option sieht vor, dass der erste Detektor einen Bildverstärker umfasst und/oder der zweite Detektor einen Bildverstärker umfasst. Die erfindungsgemäßen Konzepte sind auch auf eine Tomographieanlage mit mehr als zwei Strahlquellen, beispielsweise auf eine Triplan- oder Quattroplan-Tomographieanlage, übertragbar. The first beam source and the first detector may be attached to a common movable carrier, for example a same first C-arm or to different movable carriers, for example to a respective robotic arm. The same applies to the second beam source and the second detector. Even both beam source-detector pairs may be attached to a common movable carrier, for example a same C-arm. Optionally, an image intensifier can be connected to the first detector. This also applies to the second beam source and the second detector. An independent option provides that the first detector comprises an image intensifier and / or the second detector comprises an image intensifier. The concepts according to the invention can also be applied to a tomography system with more than two beam sources, for example to a triplan or quattroplan tomography system.
Die Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.
Die in
Die
Durch eine periodische Aneinanderreihung der helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten sind Scans beliebiger Länge möglich. Hierbei führt jedes der beiden Strahlquelle-Detektor-Paare Q1/RD1, Q2/RD2 jeweils eine Zickzackbewegung über eine Rotationswinkelspanne RSC1 beziehungsweise RSC2 aus. Der Beginn der Periode T der Hin- und Rückbewegung des zweiten Strahlquelle-Detektor-Paars Q2/RD2 kann mit dem Beginn der Periode der Hin- und Rückbewegung des ersten Strahlquelle-Detektor-Paars Q1/RD1 übereinstimmen oder (wie am Beispiel der
In der Ausführungsform der
Alternativ ist auch eine in den
Die
Wie die Nebenfigur veranschaulicht, folgt aus dem Stufenwinkelsatz und dem Mittelpunktswinkelsatz, dass die Austrittsfläche AF in Rotationsrichtung RR1 dreimal so breit ist, wie die Eintrittsfläche EF. Die Verlängerung der Austrittsfläche AF in Orbitalachsenrichtung OAR berechnet sich zu 4·ZR·sin(SW/2), wobei ZR den Zylinderradius des vollständig rekonstruierbaren Volumens RV bezeichnet. In dem in der
Die
Auch in der Ausführungsform der
Eine in den Figuren nicht dargestellte Ausführungsform sieht vor, dass beide Strahlquelle-Detektor-Paare synchron Zickzackbewegungen über eine Rotationswinkelspanne von je 180° durchführen, wobei beide Strahlquellen Q1, Q2 in einer selben Rotationsrichtung RR1 oder RR2 aktiv sind. An embodiment not shown in the figures provides that both beam source detector pairs synchronously perform zigzag movements over a rotation angle span of 180 °, wherein both beam sources Q1, Q2 are active in a same direction of rotation RR1 or RR2.
Die
Hierbei kann der jeweilige Detektor immer in einer Position verharren, in der eine kleine MSk oder eine große MSg Mittelsenkrechte der (rechteckigen) Sensorfläche SF1, SF2 des jeweiligen Detektors mit (der Steigung) der helixsegmentförmigen Bahnkurveabschnitte BA1 während solcher Zeitspannen fluchtet, in denen die ihm zugeordnete Strahlquelle Q1, Q2 aktiv ist (also entlang der "vorlaufenden" Bahnkurvenabschnitte). Dies gilt auch für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen. Durch die Fluchtung einer Mittelsenkrechte MSk, MSg der Sensorfläche SF1, SF2 mit (der Steigung) der helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitte BA1 kann eine unnötige Überlappung benachbarter Scan-Abschnitte vermieden und somit eine Dosiseffizienz verbessert und Akquisitionsgeschwindigkeit optimiert werden. Wenn die Strahlquellen Q1, Q2 inaktiv sind (also entlang der "rücklaufenden" Bahnkurvenabschnitte) wird der jeweilige Detektor RD1, RD2 zur Datenerfassung nicht benötigt, kann also so um den Zentralstrahl ZS verdreht bleiben, wie es für die nachfolgende Datenerfassung entlang der "vorlaufenden" Bahnkurvenabschnitte zweckmäßig ist. In this case, the respective detector can always remain in a position in which a small MSk or a large MSg perpendicular bisector of the (rectangular) sensor surface SF1, SF2 of the respective detector with (the slope) of the helix segment-shaped trajectory sections BA1 during such periods is aligned, in which him associated beam source Q1, Q2 is active (ie along the "leading" trajectory sections). This also applies to the embodiments described below. The alignment of a mid-perpendicular MSk, MSg of the sensor surface SF1, SF2 with (the slope) of the helix-segment-shaped trajectory sections BA1 avoids unnecessary overlapping of neighboring scan sections and thus improves dose efficiency and optimizes acquisition speed. If the beam sources Q1, Q2 are inactive (ie along the "returning" trajectory sections) the respective detector RD1, RD2 for data acquisition is not needed, so it can remain rotated around the central beam ZS, as it is for the subsequent data acquisition along the "leading" Trajectory sections is appropriate.
In der Ausführungsform der
Die
Die Figur zeigt, dass über den gesamten Bereich, der in Orbitalachsenrichtung z abgescannt wird, über 180° plus Strahlwinkel SW von beispielsweise 20° jeder Winkel mit der vorgesehenen Winkelauflösung (von beispielsweise 1°) abgescannt wird. Hierbei wird typischerweise immer dasselbe Strahlungsspektrum verwendet. The figure shows that over the entire range, which is scanned in orbital axis direction z, over 180 ° plus beam angle SW of, for example, 20 °, each angle is scanned at the intended angular resolution (of, for example, 1 °). In this case, typically the same radiation spectrum is always used.
In allen Ausführungsformen kann der Scan wahlweise mit einer Monoplan-Anlage oder mit einer Biplan-Anlage R durchgeführt werden. Wenn der der Scan mit einer Monoplan-Anlage durchgeführt wird, ist es besonders effizient, wenn die helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitte BA1 der ersten Rotationswinkelspanne RSC1 in einem ersten Arbeitsgang abgescannt werden und die helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitte BA2 der zweiten Rotationswinkelspanne RSC2 in einem zweiten Arbeitsgang abgescannt werden (beispielsweise während eines Zurückfahrens der Patientenauflage PA). In all embodiments, the scan can optionally be performed with a monoplane system or with a biplane R device. When the scan is performed with a monoplane system, it is particularly efficient if the helix-segment-shaped path curve sections BA1 of the first rotation angle span RS C1 are scanned in a first operation and the helix-segment-shaped path curve sections BA2 of the second rotation angle span RS C2 are scanned in a second operation ( for example, during a retraction of the patient support PA).
Das in
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine neue Trajektorie vorgeschlagen, die eine Helix-Akquisition mittels eines Biplan-Systems R ermöglicht. Durch eine Aneinanderreihung von helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten (zu der die
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
Auch Dual-Energy-Scans lassen sich damit realisieren, indem für beide Ebenen unterschiedliche Anodenspannungen eingestellt werden und an den Wendepunkten der jeweiligen Trajektorie die Anodenspannungen der Strahlquellen Q1, Q2 (zumindest wertemäßig) zwischen den Ebenen vertauscht werden. Dadurch entstehen zwei vollständige Helices H1, H2 für je eine Anodenspannung. Für das wertemäßige Vertauschen der Anodenspannungen bestehen grundsätzlich folgende Alternativen: Ändern der Spannung einer Spannungsquelle, die der jeweiligen Strahlquelle Q1, Q2 (fest) zugeordnet ist; Vertauschen der Zuordnung der beiden Spannungsquellen zu den beiden Strahlquellen Q1, Q2 mittels eines Kreuzschalters; Vertauschen der Zuordnung der beiden Strahlquellen (C-Bögen) zu den beiden Ebenen. It is also possible to realize dual-energy scans by setting different anode voltages for both planes and at the inflection points of the respective trajectory reversing the anode voltages of the beam sources Q1, Q2 (at least in terms of value) between the planes. This results in two complete helices H1, H2 for each one anode voltage. For the value-wise interchanging of the anode voltages, the following alternatives exist in principle: changing the voltage of a voltage source which is assigned to the respective beam source Q1, Q2 (fixed); Exchanging the assignment of the two voltage sources to the two beam sources Q1, Q2 by means of a cross-switch; Swapping the assignment of the two beam sources (C-arms) to the two levels.
Um eine Selbstkollision zu vermeiden, können die beiden Ebenen in Rotationsrichtung RR1, RR2 und/oder entlang der Orbitalachsenrichtung z versetzt angeordnet sein. Alternativ kann die Trajektorie auch auf Monoplan-Systemen realisiert werden, indem die beiden Teil-Trajektorien nacheinander aufgenommen werden. In order to avoid self-collision, the two planes can be offset in the direction of rotation RR1, RR2 and / or along the orbital axis direction z. Alternatively, the trajectory can also be realized on monoplan systems by taking the two partial trajectories in succession.
In einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tomographieanlage R werden durch den doppelten Scan Teile des zu untersuchenden Objekts ZO mehrfach aufgenommen. Diese Redundanz kann dafür genutzt werden, um beispielsweise eines oder eine Kombination der folgenden Ziele zu erreichen: Verringerung von Rauschen, Kompensation von Bewegungen, Ermitteln von Dichteinformation durch Umschalten eines oder mehrerer Strahlungsparameter (beispielsweise zum Erzeugen eines vollständigen Dual-Source-Tomogramms), Vergrößern eines Abstands (Pitch) der Helixwindungen (beispielsweise von 22,5 cm auf 45 cm). Bei gleicher Strahlungsintensität ist mit der letztgenannten Maßnahme (unter sonst gleichen Bedingungen) ein schnellerer Vorschub möglich, wodurch eine Aufnahmezeit verringert und eine Dosiseffizienz verbessert werden kann. In some embodiments of the tomography system R according to the invention parts of the object ZO to be examined are recorded multiple times by the double scan. This redundancy may be used to achieve, for example, one or a combination of the following objectives: reducing noise, compensating for motion, determining density information by switching one or more radiation parameters (for example, to generate a complete dual source tomogram), zooming in a pitch of helical turns (for example, from 22.5 cm to 45 cm). With the same radiation intensity, a faster feed is possible with the latter measure (under otherwise identical conditions), whereby a recording time can be reduced and a dose efficiency can be improved.
Für alle Ausführungsformen gilt, dass der Vorschub wahlweise durch Bewegung des zu untersuchenden Objekts ZO (beispielsweise mittels der Patientenauflage PA) und/oder durch Bewegung der Strahlquelle-Detektor-Paare Q1/RD1, Q2/RD2 in Orbitalachsenrichtung OAR (bzw. in entgegengesetzter Richtung) bewirkt werden kann. For all embodiments applies that the feed either by movement of the object to be examined ZO (for example by means of the patient support PA) and / or by movement of the beam source detector pairs Q1 / RD1, Q2 / RD2 in Orbitalachsenrichtung OAR (or in the opposite direction ) can be effected.
Eine Überprüfung der Vollständigkeit der Trajektorien mittels Simulationen hat ergeben, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
Hierbei wurde eine Detektorhöhe DL von 30 cm, ein Quelle-zu-Detektor-Abstand SID von 1200 mm und ein Quelle-zu-Objekt-Abstand SOD (source to object distance) von 600 mm unterstellt, wobei die Detektorhöhe DL die Breite der Sensorfläche SF1, SF2 in Richtung der Orbitalachse OA ist. Diese Richtung OA bezeichnet der Fachmann üblicherweise als v-Richtung (sofern sich der Detektor im Portrait-Modus oder im Landscape-Modus befindet, also nicht um die Strahlachse verdreht ist). Here, a detector height DL became 30 cm, a source-to-detector distance SID of 1200 mm and a source-to-object distance SOD of 600 mm, the detector height DL being the width of the sensor surface SF1, SF2 in the direction of the orbital axis OA. This direction OA is usually referred to by the person skilled in the art as the v direction (if the detector is in portrait mode or in landscape mode, ie is not rotated about the beam axis).
Aus dem Strahlensatz errechnet sich die Breite hISO eines Kegelstrahls auf der Isoachse IA, mit dem die Sensorfläche SF1, SF2 gerade noch über ihre gesamte Detektorhöhe DL erfasst, wie folgt:
Entsprechend folgt für die Breite wISO eines Kegelstrahls senkrecht zur Isoachse IA, der die Sensorfläche SF1, SF2 gerade noch über ihre gesamte Breite 2DH in Rotationsrichtung RR1, RR2 erfasst: wISO = 2DH·SOD/SID (wobei DH die halbe Breite der Sensorfläche in Rotationsriconsrichtung RR1, RR2 ist). Wenn es sich nicht um einen Short Scan handeln würde, werden mit einer Rotation um 360° alle Voxels auf der Isoachse IA zweimal erfasst. Daraus ergibt sich eine maximale Steigung der helixsegmentförmigen Bahnkurve BK1, BK2 von 2·hISO. Damit würde aber nur das halbe zu rekonstruierende Volumen abgetastet. Für eine vollständige Rekonstruierbarkeit muss der maximale Vorschub (die Steigung) der helixsegmentförmigen Bahnkurve BK1, BK2 um den Radius wISO/2 des Volumens wie folgt berichtigt werden:
Für die in der Simulation verwendeten Parameter ergibt sich für den maximalen Helixvorschub bei SOD/SID = 0,5:
Mit den gewählten Abmessungen errechnet sich der maximale Vorschub Phelix zu 20 cm und nicht zu 22,5 cm, wie in der numerischen Simulation festgestellt wurde. Die Abweichung überrascht nicht, da obige Formel für Phelix eine Schätzung ist, die auf Vereinfachungen beruht. Für die vorgeschlagene Doppelhelix kann folgender Vorschub gewählt werden:
Mit der vorliegenden Erfindungsmeldung kann erstmals ein drei- oder vierdimensionales Volumenbild von einem beliebig langen Volumen mittels eines C-Bogen-Angiographiesystems erzeugt werden. Die Akquisition erfolgt dabei auf zickzackförmigen Bahnkurven, die aus helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitten (BA1 beziehungsweise BA2) zusammengesetzt sind, und die in Orbitalachsrichtung z beliebig lang sein können. So kann ein dreidimensionales Volumenbild VB (ohne Teilumlaufartefakt) von einem normalgroßen Erwachsenen in einem Arbeitsgang erzeugt werden. Mit bekannten C-Bogen-Systemen ist dies nicht möglich. Da die Akquisition zu mindestens einer nicht reversierenden vollständigen Helix Ha, Hb umsortiert werden kann, lassen sich alle Rekonstruktionsverfahren (insbesondere alle bekannten und/oder exakten Rekonstruktionsverfahren) anwenden, die für die Computer-Tomographie geeignet sind. Dies gilt insbesondere für Spiral-CT- und Helikal-CT-Verfahren. Außerdem kann wahlweise eine Aufnahmezeit verkürzt werden, eine Dosiseffizienz verbessert werden und/oder Dual-Energy-Verfahren angewendet werden. With the present disclosure of the invention, a three-dimensional or four-dimensional volume image of an arbitrarily long volume can be generated for the first time by means of a C-arm angiography system. The acquisition takes place on zigzag-shaped trajectories, which are composed of helix-segment-shaped trajectory sections (BA1 or BA2), and which can be of any length in the orbital axis direction z. Thus, a three-dimensional volume image VB (without partial circulation artifact) can be generated by a normal-sized adult in one operation. This is not possible with known C-arm systems. Since the acquisition can be resorted to at least one non-reversing full helix Ha, Hb, all reconstruction methods (in particular all known and / or exact reconstruction methods) which are suitable for computer tomography can be used. This is especially true for spiral CT and helical CT procedures. In addition, optionally a recording time can be shortened, a dose efficiency can be improved and / or dual-energy methods can be used.
Die Erfindung betrifft eine Tomographieanlage R, die zu Folgendem vorbereitet ist: Durchführen eines ersten Scans entlang eines ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts BA1 und eines zweiten Scans entlang eines zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts BA2. Beim ersten Scan wird ein erster Datensatz DS1 und beim zweiten Scan ein zweiter Datensatz DS2 gewonnen und aus den beiden Datensätzen DS1, DS2 ein fusionierter drei- oder vierdimensionaler Datensatz DS12 erzeugt, der für eine Rekonstruktion eines Volumenbilds VB ohne Teilumlaufartefakt ausreichend vollständig ist, während jeweils für sich alleine genommen sowohl der erste DS1 als auch der zweite DS2 Datensatz für eine Rekonstruktion eines Volumenbildes VB ohne Teilumlaufartefakt zu unvollständig ist. The invention relates to a tomography system R, which is prepared for the following: performing a first scan along a first helix-segment-shaped trajectory section BA1 and a second scan along a second helix-segment-shaped trajectory section BA2. In the first scan, a first data set DS1 and in the second scan a second data set DS2 is obtained and from the two data sets DS1, DS2 a fused three- or four-dimensional data set DS12 is generated, which is sufficiently complete for a reconstruction of a volume image VB without partial circulation artifact, while taken alone, both the first DS1 and the second DS2 data set for a reconstruction of a volume image VB without partial circulation artifact is too incomplete.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AF AF
- Austrittsfläche exit area
- AP1 AP1
- minimale Rotationswinkelposition des ersten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts minimum rotational angular position of the first helix segment-shaped trajectory section
- AP2 AP2
- minimale Rotationswinkelposition des zweiten helixsegmentförmigen Bahnkurvenabschnitts minimum rotational angular position of the second helical segmental trajectory section
- BA1 BA1
- erster helixsegmentförmiger Bahnkurvenabschnitt first helix segmental trajectory section
- BA2 BA2
- zweiter helixsegmentförmiger Bahnkurvenabschnitt second helix segmental trajectory section
- C1 C1
- erster C-Bogen first C-bow
- C2 C2
- zweiter C-Bogen second C-bow
- DH DH
- halbe Detektorbreite in Rotationsrichtung half detector width in the direction of rotation
- DL DL
- Detektorbreite in Orbitalachsenrichtung Detector width in orbital axis direction
- DR DR
- Detektorhöhe in Richtung der Rotationsachse Detector height in the direction of the axis of rotation
- DS1 DS1
- erster Datensatz first record
- DS2 DS2
- zweiter Datensatz second record
- DS12 DS12
- fusionierter drei- oder vierdimensionaler Datensatz fused three- or four-dimensional dataset
- EF EF
- Eintrittsfläche entry surface
- Ha Ha
- erste Helix first helix
- Hb hb
- zweite Helix second helix
- IA IA
- Isoachse Isoachse
- MF MF
- Mantelfläche lateral surface
- MP1 MP1
- Mittelpunkt des ersten Detektors Center of the first detector
- MP2 MP2
- Mittelpunkt des zweiten Detektors Center of the second detector
- MSk MSk
- Mittelsenkrechte einer kurzen Seite der SensorflächeMid-perpendicular of a short side of the sensor surface
- MSg MSg
- Mittelsenkrechte einer langen Seite der SensorflächePerpendicular to a long side of the sensor surface
- MP2 MP2
- Mittelpunkt des zweiten Detektors Center of the second detector
- OA OA
- Orbitalachse orbital axis
- OAR OAR
- Orbitalachsenrichtung Orbital axis direction
- PA PA
- Patientenauflage patient support
- Q1 Q1
- erste Strahlquelle first beam source
- Q2 Q2
- zweite Strahlquelle second beam source
- R R
- Tomographieanlage tomography system
- RD1 RD1
- erster Detektor first detector
- RD2 RD2
- zweiter Detektor second detector
- RO RO
- Rotation rotation
- RR1 RR1
- erste Rotationsrichtung first direction of rotation
- RR2 RR2
- zweite Rotationsrichtung second direction of rotation
- RSC1 RS C1
- erste Rotationswinkelspanne first rotation angle span
- RSC2 RS C2
- zweite Rotationswinkelspanne second rotation angle span
- RV RV
- vollständig rekonstruierbares Volumen completely reconstructable volume
- RWD RWD
- Rotationswinkeldifferenz Rotation angle difference
- SB SB
- Strahlenbündel ray beam
- SF1 SF1
- Sensorfläche des ersten Detektors Sensor surface of the first detector
- SF2 SF2
- Sensorfläche des zweiten Detektors Sensor surface of the second detector
- SID SID
- Abstand zwischen Strahlquelle und Sensorfläche Distance between the beam source and the sensor surface
- SK1 SK1
- Strahlkegel der ersten Strahlquelle Beam cone of the first beam source
- SK2 SK2
- Strahlkegel der zweiten Strahlquelle Beam cone of the second beam source
- SOD SOD
- Abstand zwischen Strahlquelle und Objekt Distance between the beam source and the object
- SW SW
- Strahlwinkel beam angle
- T T
- Periode period
- u u
- Detektorkoordinate in Rotationsrichtung Detector coordinate in the direction of rotation
- v v
- Detektorkoordinate in Orbitalachsenrichtung Detector coordinate in orbital axis direction
- VB VB
- Volumenbild volume image
- z z
- Orbitalachsenrichtung Orbital axis direction
- ZR ZR
- Zylinderradius cylinder radius
- ZS ZS
- Zentralstrahl des Strahlenbündels Central ray of the beam
- 100 100
- Verfahren method
- 110 110
- Durchführen eines ersten und eines zweiten Scans Perform a first and a second scan
- 120 120
- Gewinnen eines ersten und eines zweiten Datensatzes Gaining a first and a second record
- 130 130
- Erzeugen eines fusionierten drei- oder vierdimensionalen Datensatzes Create a fused three- or four-dimensional data set
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006040934 A1 [0005] DE 102006040934 A1 [0005]
Claims (10)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015222589.5A DE102015222589A1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Generating a volume image of an elongated examination object |
US15/351,850 US10398391B2 (en) | 2015-11-16 | 2016-11-15 | Generating a volume image of an elongated examination object |
CN201611007824.7A CN107019519B (en) | 2015-11-16 | 2016-11-16 | Generating a volume image of an elongated examination object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015222589.5A DE102015222589A1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Generating a volume image of an elongated examination object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015222589A1 true DE102015222589A1 (en) | 2017-05-18 |
Family
ID=58640165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015222589.5A Pending DE102015222589A1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Generating a volume image of an elongated examination object |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10398391B2 (en) |
CN (1) | CN107019519B (en) |
DE (1) | DE102015222589A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015224176A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Siemens Healthcare Gmbh | Tomography system and method for generating a sequence of volume images of a vascular system |
KR102455724B1 (en) * | 2016-04-21 | 2022-10-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | Flexible display device |
JP2022092421A (en) * | 2020-12-10 | 2022-06-22 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | X-ray diagnostic apparatus |
EP4311492A1 (en) * | 2022-07-26 | 2024-01-31 | Koninklijke Philips N.V. | Spectral x-ray imaging |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10241184A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-01 | Siemens Ag | Method of generating a volume data set |
DE102006040934A1 (en) | 2006-08-31 | 2008-03-20 | Siemens Ag | Method and apparatus for the separate three-dimensional representation of the arterial and venous vascular system with C-arm angiography systems |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5966422A (en) * | 1992-07-20 | 1999-10-12 | Picker Medical Systems, Ltd. | Multiple source CT scanner |
US6104780A (en) * | 1997-11-24 | 2000-08-15 | Oec Medical Systems, Inc. | Mobile bi-planar fluoroscopic imaging apparatus |
DE102007033716B4 (en) * | 2007-07-19 | 2012-03-01 | Siemens Ag | Röntgenbiplananlage |
US10055859B2 (en) * | 2014-06-25 | 2018-08-21 | Koninklijke Philips N.V. | CT imaging apparatus with sparse angular sampling |
-
2015
- 2015-11-16 DE DE102015222589.5A patent/DE102015222589A1/en active Pending
-
2016
- 2016-11-15 US US15/351,850 patent/US10398391B2/en active Active
- 2016-11-16 CN CN201611007824.7A patent/CN107019519B/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10241184A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-01 | Siemens Ag | Method of generating a volume data set |
DE102006040934A1 (en) | 2006-08-31 | 2008-03-20 | Siemens Ag | Method and apparatus for the separate three-dimensional representation of the arterial and venous vascular system with C-arm angiography systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10398391B2 (en) | 2019-09-03 |
CN107019519A (en) | 2017-08-08 |
CN107019519B (en) | 2020-12-01 |
US20170135651A1 (en) | 2017-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19936679C2 (en) | X-ray diagnostic device | |
DE102006041033B4 (en) | Method for reconstructing a three-dimensional image volume | |
DE69831742T2 (en) | SYSTEM FOR RECONSTRUCTION IN CONCEALING TORCHOGRAPHY | |
DE102005027963B3 (en) | Method of reconstructing three dimensional image data set of moved object from set of projected images taken from different directions involves dividing images into several partial sets taken during given phases of object movement | |
DE10302565A1 (en) | Computer tomography unit has at least two beam detector combinations the measurement field areas of which can be set to different sizes | |
DE102011005055B4 (en) | Method for creating a dual-energy X-ray image and corresponding X-ray system, computer program and electronically readable data carrier | |
EP0989520A2 (en) | Computer tomography method with cone beam | |
DE102006027045A1 (en) | Cardiac CT imaging with step-by-step recording | |
DE102012217163B4 (en) | Method for the reconstruction of CT image data with weighted back projection, including computing unit and CT system for this method | |
DE10244180B4 (en) | Method for imaging in computed tomography of a periodically moving examination subject and CT apparatus for performing the method | |
DE102010034099B4 (en) | Iterative image filtering with anisotropic noise model for a CT image | |
DE102010041772A1 (en) | Dual source CT device and spiral scanning process | |
DE102015222589A1 (en) | Generating a volume image of an elongated examination object | |
DE102010027227A1 (en) | Method and computed tomography apparatus for performing an angiographic examination | |
DE102012207629A1 (en) | CT image reconstruction in the extended measuring field | |
DE102008031530B4 (en) | Procedure for correcting truncation artifacts | |
DE102007056980A1 (en) | Method for computed tomography | |
EP1177767B1 (en) | Computer tomograph with coneshaped beam and helicoidal relative movement | |
DE102013202491B4 (en) | Computed tomography and method for taking an image of the heart | |
DE10123797B4 (en) | Method for producing an image with a computer tomograph | |
DE102009051635A1 (en) | Improved scatter correction on raw data in computed tomography | |
DE102015221418A1 (en) | Tomography system and method for large-volume images | |
DE102009007236A1 (en) | CT image reconstruction of a moving examination object | |
DE102007046281A1 (en) | Method and arithmetic unit for measuring the flow rate of a contrast agent in a vessel of a patient | |
DE202020104200U1 (en) | Device for recording panoramic slice X-ray images, CBCT volume X-ray images and cephalometric images |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, 91052 ERLANGEN, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG, 91054 ERLANGEN, DE; SIEMENS HEALTHCARE GMBH, 91052 ERLANGEN, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE |